李建功
摘 要:随着国家路网的不断建设,高填方路基也在逐渐增多。经过半年及以上时间的行车荷载冲击和雨水的侵蚀,不少高填方路基出现路基纵向裂缝、路基整体或局部下沉和边坡滑坡的现象。这不仅会影响道路的美观,而且还存在不少行车安全隐患。无论是高速公路,还是城市道路,对已经通车道路进行改造都是令人头疼的事情。因此,搞好高填方路基施工过程控制是十分重要的。结合多年的实践经验和当前施工水平,针对高填方路基施工展开分析和探讨。
关键词:高填方路基;填筑技术;施工质量;控制
中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)14-0083-02
《公路路基设计规范》规定了高填方路基是以填筑高度进行划分的,水稻田或长年积水地带要用细料填筑路堤,高度控制在6 m以上。当其他地带的填土或填石路堤高度在20 m以上时,被称为高填方路堤。高填方路段往往会比其他地段的路堤更容易发生病害,因此,在施工时,必须采取行之有效的技术措施对其填筑过程进行监控,以确保填筑工程的质量。
1 施工准备阶段
完善的试验数据是保证路基稳定的重要前提条件。在高填方路基施工前,施工单位应根据构造物与路基的衔接关系合理安排施工顺序。在监理工程师的配合下,对填料的分布位置进行现场取样,对取样的填料进行土工试验检测,得到相应的试验数据后上报监理单位进行审核。开工前,施工单位要选择一段长度不小于200 m的填方路段作为路基试验段,通过对试验段进行施工,确定施工机械的类型、最佳组合方式、碾压遍数、碾压速度、工序、每层填料的铺筑厚度和填料的含水量等相关数据,以指导具体施工。
2 施工工艺及控制要点
经过多年的实践证明,高填方路基病害——沉降问题,主要是由自重产生的。因此,控制好路基层间压实度是保证高填方路基施工的关键。经过综合考虑后,应从以下几个主要方面着手探讨此问题。
2.1 基底处理
路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前进行砍伐或移植处理;原地面范围内的坑、洞穴等应在清除沉积物之后,利用合格的原地土或砂性土进行回填分层压实,确保原地表路基压实度不小于规范要求。当原地基为耕地或松土时,应先清除有机土、种植土和草皮等,清除深度应达到设计要求,一般不小于15 cm;当基底原状土的强度不符合要求时,必须采取相应的换填处理,换填深度不小于30 cm,同时,要保证分层压实达到规范的要求;当原地面纵坡大于12%或横坡陡于1∶5时,应按照设计要设置成坡度向内并大于4%、宽度大于2 m的台阶。
2.2 填料的选取和控制
用于公路路基的填料要求挖取方便、压实容易、强度高、水稳定性好,其中,碎砾石土孔隙率大、透水性强、压缩性低、内摩擦角大、强度高,属于较好的路基填料。另外,砂性土也是较好的路基填料,它既有足够的内摩擦力,又有一定的黏聚力。严禁将泥炭、淤泥、冻土、有机质土、强膨胀土、生活垃圾等作为路基填料。在实际施工过程中,选取取土场时,必须在施工现场周边选取水稳定性较高和渗水性较好的填料。
2.3 含水量的严格控制
含水量是影响路基压实的决定性因素。因此,在路基填筑过程中,应将含水量严格控制在最佳含水量±2%的范围内才允许进行碾压。当路基含水量较高时,可以利用翻晒或加入生石灰进行拌和处理;当含水量较低时,可以利用洒水的方式来加湿路基填料。
2.4 路堤填筑与压实
在路堤填筑前,应先进行测量放线,利用石灰线标定填方坡脚线和加宽线,保证路基超宽50 cm。根据每车料的数量计算出摊铺面积,由现场施工员指挥现运料车辆到预先画好的方格线内卸料,确保分层的最大松铺厚度——土方路堤≤30 cm,土石路堤≤40 cm。不同性质的土必须分层填筑,且每种填料层累计总厚度≥50 cm。在同一断面内,严禁采用不同的填料混杂填筑。
路基填筑要根据现场的实际地理条件选取合适的填筑方式,具体的填筑方式有水平分层填筑、纵向分层填筑、横向填筑和联合填筑。其中,水平分层填筑是路基填筑的常用方式;纵向分层填筑常用于地面纵坡大于12%且用推土机从路堑取料、填筑距离较短的路堤;对那些自下而上的深谷、陡坡、断岩等机械无法进场的路堤,可以采用横向填筑的方式,但是,这种填筑方式的填土过厚,不易压实;当地形受限不宜采用其他三种填筑方式时,可以采用联合填筑的方式。
平整工艺是先采用推土机在已经堆好土的区域进行推平作业,粗平后采用平地机进行精平。在整个平整过程中,要让工作面形成2%~4%的双向排水横坡,确保路基压实后该层面不积水。另外,在平整过程中,要辅以人工将填杂质和不合格的大块石料弃除,保证填筑面的平整度。
由于填筑高度较高,压实路基时必须采用重型振动压路机进行碾压。在碾压时,根据实际情形选择羊足碾或凸块碾等压实机械,碾压整体应以慢速为主,压实速度以2~4 km/h为宜,并要求至少碾压3遍,直到达到规定的压实度为准。初压时,先采用静压,然后改为振动压实,其压实遍数均由试验确定。在碾压过程中,直线段由两边向中间、曲线段由内侧向外侧(当半径超过200 m时,可以按照直线段方式进行)进行碾压。两行之间的接头一般应重叠1/4~1/3轮迹;在纵向分段碾压好进行第二段压实时,其在纵向接头处的碾压范围宜重叠1~2 m,以确保接头处平顺过渡。对于机械无法到达的边角处,采用小型夯机进行压实处理,确保无漏压。
2.5 压实度的检测
压实度是高填方路基的主要控制因素,施工单位必须先要层层自检,自检合格后上报监理单位,监理单位要做到层层抽检。另外,还必须检测填料的最小强度和最大粒径。压实度的检测主要是以灌砂法为主,核子密度仪辅助的方式进行检测。
2.6 沉降稳定观测
在施工前,预先在路基沉降区范围以外的稳定区域埋置带有混凝土(C30)底座(0.5 m×0.5 m×0.2m)的钢管(用ф6 cm钢管制作),在钢管内放置1根由外径2 cm钢管制作的自由导杆,当导杆和导管安装后,派专人负责路基沉降的观测和记录。在施工期间,每填高1 m或间隔7 d进行一次水准沉降观测,施工过后每一个月观测一次。根据观测记录得出的数据来控制加荷速率,防止路基变形过大而失稳。
3 新技术、新工艺的应用
为了解决高填方路基的失稳和沉降问题,土工织物被广泛应用于高填方路基施工中。由于土工织物的抗拉力学特性良好,能够起到提高路基整体稳定性,防止路面的反射裂缝,延缓反射裂缝的发生和发展等作用。目前,我国公路建设更多的是选用土工格栅来解决高填方路基的失稳问题。土工格栅与土体的相互作用可以分为两部分,即土工格栅表面与土体之间的摩擦力;土工格栅和土体颗粒的咬合力。土工格栅与土颗粒之间的咬合力是区别于其他条带式加筋材料的基本点,也是土工格栅优越性的重要体现。因此,充分利用土工格栅与土体之间的相互作用,可以更好地改善高填方路基失稳的技术难题。
4 结束语
在高填方路基的施工过程中,会涉及到不同的地理环境和气候因素,这就需要在实际施工过程中因地制宜,在现有施工方法的基础上不断拓展高填方路基的建设空间。
〔编辑:白洁〕
Abstract: With the construction of the national road network, high fill embankment is also gradually increasing. After the impact of traffic load and rain erosion and over half the time, many high fill roadbed subgrade longitudinal cracks appear, whole or partial sinking roadbed and slope landslide phenomenon. This will not only affect the appearance of the road, but there are still many road safety hazards. Whether it is highway or city roads, the road was opened for the transformation is daunting thing. So, do a good job of High Embankment construction process control is very important. Combined with practical experience and the current level of construction for many years, for high fill embankment construction to expand the analysis and discussion.
Key words: high embankment; filling technology; construction quality; control